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高中二年级化学

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首页 高中二年级化学知识 乙醇 乙醛 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等） 试题正文
  • 实验题
    某课外活动小组利用下图装置进行乙醇的催化氧化实验制取乙醛，图中铁架台等装置已略去，粗黑线表示乳胶管。请填写下列空白

    （1）甲装置常常浸在70～80℃的水浴中，目的是______________。
    （2）实验时，先加热玻璃管乙中的镀银铜丝，约1分钟后鼓入空气，此时铜丝即呈红热状态。若把酒精灯撤走，控制一定的鼓气速度，铜丝能长时间保持红热直到实验结束。
    ①乙醇的催化氧化反应是________反应（填“放热”或“吸热”），该反应的化学方程式为____________________________。
    ②控制鼓气速度的方法是控制甲中单位时间内的气泡数，若鼓气速度过快，则会__________________，若鼓气速度过慢则会反应放热太少，不能达到反应所需温度。
    （3）若试管丁中用水吸收产物，则要在导管乙、丙之间接上戊装置，其连接方法是（填戊装置中导管代号）：乙接_________、_______接丙。
    （4）简述如何验证丁装置中乙醛的存在。
    _____________________________________________________________
    本题信息：2011年0115期末题化学实验题难度极难 来源:于丽娜
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本试题 “某课外活动小组利用下图装置进行乙醇的催化氧化实验制取乙醛，图中铁架台等装置已略去，粗黑线表示乳胶管。请填写下列空白（1）甲装置常常浸在70～80℃的水浴...” 主要考查您对

乙醇

乙醛

其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

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  • 乙醇
  • 乙醛
  • 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

乙醇分子的组成与结构:

乙醇分子可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基(一OH)取代而形成的。乙醇分子的组成与结构见下表：


乙醇的性质:

(1)物理性质：俗称酒精，它在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性。
(2)乙醇的化学性质：
①乙醇可以与金属钠反应，产生氢气，但不如水与金属钠反应剧烈。
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
活泼金属（钾、钙、钠、镁、铝）可以将乙醇羟基里的氢取代出来。
②乙醇的氧化反应：
2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O（条件是在催化剂Cu或Ag的作用下加热）
③乙醇燃烧：发出淡蓝色火焰，生成二氧化碳和水（蒸气），并放出大量的热，不完全燃烧时还生成一氧化碳，有黄色火焰，放出热量
完全燃烧：C2H5OH+3O22CO2+3H2O 
④乙醇可以和卤化氢发生取代反应，生成卤代烃和水。
C2H5OH+HBr→C2H5Br+H2O
注意：通常用溴化钠和硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应。故常有红棕色气体产生。
⑤乙醇可以在浓硫酸和高温的催化发生脱水反应，随着温度的不同生成物也不同。  
A. 消去（分子内脱水）制乙烯（170℃浓硫酸）   C2H5OH→CH2=CH2↑+H2O （消去反应）
B. 缩合（分子间脱水）制乙醚（140℃ 浓硫酸）  2C2H5OH→C2H5OC2H5+H2O（取代反应）


有关醇类的反应规律：

1．消去反应的规律
总是消去和羟基所在碳原子相邻的碳原子上的氢原子，没有相邻的碳原子(如CH3OH)或相邻的碳原子上没有氢原子（）就不能发生消去反应。能发生消去反应的醇的结构特点为：
2．催化氧化反应的规律：
与羟基相连的碳原子上若有2个或3个氢原子，羟基则易被氧化为醛；若有1个氢原子，羟基则易被氧化为酮；若没有氢原子，则羟基一般不能被氧化。即
 
3．酯化反应的规律
醇与羧酸或无机含氧酸发生酯化反应，一般规律是“酸去羟基醇去氢”即酸脱去一OH，醇脱去一H。
例如：

可用氧的同位素：作为示踪原子来确定反应机理。如：


乙醇的工业制法：
(1)乙烯水化法：
(2)发酵法：



乙醛分子结构：


乙醛的性质：

1、物理性质
乙醛是无色、有刺激性气味的液体，密度小于水，沸点为20．8℃。乙醛易挥发，易燃烧，能与水、乙醇、氯仿等互溶。冈为乙醛易挥发，易燃烧，故在使用纯净的乙醛或高浓度的乙醛溶液时要注意防火。
3．化学性质
乙醛分子中的醛基()对乙醛的主要化学性质起决定作用。
(1)加成反应
乙醛分子中醛基上的碳氧双键与碳碳双键相似，能够发生加成反应。如使乙醛蒸气和氢气的混合气体通过热的催化剂，乙醛与氢气即发生加成反应：

说明：a．乙醛的催化加氢反应也是还原反应。
b．常见的能发生加成反应的官能团(或基团)有等，但它们发生加成反应的条件不同。
c．由乙醇的催化氧化反应和乙醛的催化加氢反应可知，乙醇和乙醛可在一定条件下相互转化：
(2)氧化反应
①与银氨溶液的反应——银镜反应
Ag(NH3)2OH(氢氧化二氨合银)是一种弱氧化剂，能把乙醛氧化成乙酸，乙酸又与氨反应生成乙酸铵，而Ag+被还原成金属银附着在试管壁上，形成银镜，所以，这个反应叫做银镜反应。银镜反应常用来检验醛基的存在。工业上可利用这一反应原理，把银均匀地镀在玻璃上制成镜子或保温瓶胆(生产上常用含有醛基的葡萄糖作为还原剂)。

注意a．实验所用试管(玻璃)要洁净。
b．银氨溶液要新配制的，配制银氨溶液是向 AgNO3稀溶液中逐滴加入稀氨水，直到最初生成的沉淀恰好溶解为止。要防止氨水过量，并且必须随配随用，不可久置，否则会生成容易爆炸的物质。
c．实验条件是水浴加热，不能直接加热煮沸。
②与新制氢氧化铜的反应在试管里加入10％的NaOH溶液2mL，滴入2％的CuSO4溶液4～6滴，得到新制的氢氧化铜，振荡后加入乙醛溶液0．5mL，加热煮沸。观察并记录实验现象。
实验现象：生成红色沉淀。
实验结论：在加热的条件下，乙醛能与新制的氢氧化铜发生化学反应。
乙醛与新制的氢氧化铜反应的实验中，涉及的主要化学反应是反应中新制的氢氧化铜将乙醛氧化为乙酸，它本身被还原为氧化亚铜(Cu2O)。Cu2O是红色固体，不溶于水，也不与乙酸反应。
乙醛与新制的氢氧化铜的反应原理，可用于在实验室里检验醛基的存在，在医疗上检验尿糖。
说明：a．制备新制的Cu(OH)2是在NaOH溶液中滴加少量CuSO4溶液，应保持碱过量；
b．反应条件必须是加热到沸腾。
③与氧气的反应乙醛如在一定温度和催化剂存在的条件下，也能被空气中的氧气氧化成乙酸：

在点燃的条件下，乙醛能在空气或氧气中燃烧。 乙醛完全燃烧的化学方程式为：
注意a．在工业上，可以利用乙醛的催化氧化反应制取乙酸。
b．银氨溶液、新制氢氧化铜的氧化性很弱，乙醛能被这样的弱氧化剂氧化，原因是乙醛的还原性很强。由此推理，乙醛也易被酸性高锰酸钾溶液、溴水等氧化，高锰酸钾、溴被还原而使溶液褪色。



实验室制取甲烷（CH4）：

(1)反应原理：CH3COONa＋NaOHCH4＋Na2CO3
(2)发生装置：固+固气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法/向下排空气法
(5)尾气处理：无
(6)检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是H2O和CO2

实验室制取一氧化氮（NO）：

(1)反应原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法
(5)尾气处理：收集法（塑料袋）
(6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变为红棕色

实验室制取二氧化氮（NO2）：

(1)反应原理：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)

实验室制取氯化氢（HCl）：
(1)反应原理：2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl?
(2)发生装置：固＋液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：水（防倒吸装置）
(6)检验方法：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟

五水硫酸铜的制备：

(1)实验原理：铜是不活泼金属，不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜，必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中，浓硝酸将铜氧化成Cu2+，Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜： Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 未反应的铜屑（不溶性杂质）用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0～100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质，溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜，经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离，得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大，可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中，加适量水，加热成饱和溶液，趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却，析出硫酸铜，过滤，与可溶性杂质分离，得到纯的硫酸铜。


(2)实验步骤
①称量1.5g铜屑，灼烧至表面呈现黑色，冷却；
②加5.5mL3mol/L硫酸，2.5mL浓硝酸，反应平稳后水浴加热，补加2.5mL3mol/L硫酸，0.5mL浓硝酸；
③铜近于完全溶解后，趁热倾滗法分离；
④水浴加热，蒸发浓缩至结晶膜出现；
⑤冷却、过滤；
⑥粗产品以1.2mL水/g的比例，加热溶于水，趁热过滤；
⑦滤液冷却、过滤、晾干，得到纯净的硫酸铜晶体。
⑧称重，计算产率。

实验室制取硫化氢（H2S）：

(1)反应原理：FeS＋2HCl→H2S↑＋FeCl2
(2)发生装置：固+液→气（启普发生器）
(3)净化方法：饱和NaHS（除HCl），固体CaCl2（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：CuSO4溶液或碱液吸收（H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O）
(6)检验方法：①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑
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